Máquinas de perforaciónminería subterránea

Chile país minero

Introducción

La perforación de roca es un procedimiento fundamentalpara arrancar mineral en la minería subterránea. Laperforación tiene una gama de aplicaciones grande yvariable, por eso hoy se tienen diferentes dispositivosdiseñados para tratar con distintas maneras de perforarroca.

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CICLO DE MINADO

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LOS TIPOS DE PERFORADORAS COMUNES EXISTENTES EN EL MERCADO SON:

PERFORADORAS LIGERAS

PERFORADORAS DE AVANCE

PERFORADORAS PARA LA PERFORACIÓN DE BARRENOS LARGOS

PERFORADORA CON MARTILLO EN EL FONDO (DTH)

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Perforadoras neumáticas

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Consta básicamente de:

Elemento portabarrenas Dispositivo retenedor de las varillas de perforación Pistón Válvula reguladora del paso de aireMecanismo de rotación Sistema de barrido

PERFORADORAS NEUMÁTICAS O LIVIANAS

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JACK HAMMER

JACK LEG

STOPER

JACK HAMMER

Utilizada para la perforación vertical o inclinada hacia abajo.

AVANCE MEDIANTE EL PESO PROPIO DE LA PERFORADORA.

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CONSUMO DE AIRE: 50 – 100 l/sDIAMETRO PERFORACION: 22 – 45 mm

LONGITUDES: 400 – 6400 mm

ALGUNAS CARACTERÍSTICAS…Peso: 17kg a 23 kgPerforación de 22-45 mm de diámetroFrecuencia: 2040 a 2100 golpes por minuto Rotación: 130 a 170 rpm

VENTAJAS:

-Procedimiento rápido ( de 30 a 100 metros al día )

Para rocas duras no muy permeables

DESVENTAJAS:

- Alto nivel sonoro

Mala recuperación de muestra a una profundidad determinada después de las primeras decenas de metros.

Desvió de la perforación por la flexibilidad del varillaje

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DESVIACION DE LOS BARRENOS

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JACK LEG

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Perforadora con barra de avance que puede ser usada para realizar taladros horizontales e inclinados, se usa mayormente para la construcción de galerías, subniveles, Rampas

perforadora convencional neumática.

Basada en las acciones de rotación y percusión

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ESPECIFICACIONES MÉTRICO

Carrera del pistón 73.25mm

Carrera útil del pistón 66.7mm

Frecuencia de impacto 2250.0g/m

Longitud de la perforadora 686.0mm

Peso de la perforadora 33.0kg

Peso de la pierna 15.0kg

Carrera de la pierna de avance

1270.0mm

Diámetro interior del cilindro de avance

67.0mm

Consumo de aire (620 kPa/90 psi)

4.9 m3

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ESP

ECIF

ICA

CIO

NES

TEC

NIC

AS

JAC

K L

EG

Ventajas:• Fácil de usar• Útil para perforación de tiros cortos• Rápida mantención• Bajo precio• Adaptable a cualquier tipo de roca• Se adopta a cualquier tipo de terreno

Desventajas:• Peligro al no controlar bien la válvula de circuito de aire• No recomendable para tiros largos• Crea un pobre ambiente para el operador (perforación ruidosa, contactodirecto con el polvo)• Limitante con la altura de la sección

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STOPER

Perforadora que se emplea para la construcción de chimeneas y tajeado en labores de explotación (perforación vertical hacia arriba).

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ESPECIFICACIONES MÉTRICO

Diámetro del cilindro 79.4mm

Carrera del pistón 73.25mm

Carrera útil del pistón 66.7mm

Frecuencia de impacto 2250.0g/m

Longitud de la perforadora

1549.0mm

Peso de la perforadora incluyendo la pierna de

avance

40.8kg

Diámetro interior del cilindro avance

69.8mm

Consumo de aire (620 kPa/90 psi)

4.9 m3

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ESP

ECIF

ICA

CIO

NES

TEC

NIC

AS

STO

PER

JACK LEG V/S STOPERESPECIFICACIONESCarrera del pistón

Frecuencia de impacto

Longitud de la perforadora

Peso de la perforadora

Peso de la pierna

Carrera de la pierna de avance

Diámetro interior del cilindro de avance

Consumo de aire (620 kPa/90 psi)

JACK LEG STOPER

73.25mm 73.25mm

2250.0g/m 2250.0g/m

686.0mm 1549.0mm

33.0kg 40.8kg

15.0kg -------------

1270.0mm --------------

67.0mm 69.8mm

4.9 m3 4.9 m3

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PERFORACION PARA MINERIA SUBTERRANEA

FRONTEO

TALADROS LARGOS

EMPERNADORES

BAJO PERFIL

TUNELERIA

JUMBO FRONTAL (BOOMER)

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DEPENDIENDO DE LA UTILIDAD HABLAREMOS DE JUMBOS DE AVANCE Y PRODUCCIÓN.

EXISTEN LOS ELÉCTRICOS Y CON MOTOR DIESEL.

PUEDEN SER MONTADOS SOBRE RIELES O SOBRE RUEDAS.

EXISTEN DE 1 BRAZO HASTA 4 BRAZOS DEPENDIENDO DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA LABOR.

EL ÁREA DE TRABAJO VA DESDE LOS 6 A 210 METROS CUADRADOS.

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Deslizadera y perforadora

Carrete del cable

cabina

armario

Motor eléctrico

canasto

Aplicaciones en labores subterráneas

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Avance de túneles y galerías

Bulonaje y perforación transversal

Banqueo con barrenos horizontales

Minería por Cut and Fill

características 1 brazo 2 brazos 3 brazos

Sección de excavación

6-31 m2 8-45 m2 206 m²

Longitud largo /Ancho

10 / 2 metros 12/2 metros 17/3

Altura min/Max con techo de protección

2/3 metros 2/3 metros

Peso 10-14 toneladas 12-20 toneladas 45 toneladas

Consumo de agua Prom. 1.1 l/s 140 l/min; max260-380 l/min

210 l/min; max:390-570 l/min

Potencia del motor diesel instalado

42 Kw 55 Kw

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DIAMETROS DE PERFORACION ACONSEJADOS EN FUNCION DE LA SECCION DEL TUNEL

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BOOMER XE4 C

SECCIONES HASTA 206 M²

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Los Jumbos de perforación dan mecanización a las operaciones de perforación, y tienen la capacidad de posesionar perforadoras de avance para perforar barrenos según las órdenes del operario

Jumbo robotizado

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Las ventajas de la tecnología en los jumbos de perforación son:

-Ahorro de mano de obra-Menor tiempo de perforación-Menor sobreperforación-Control de la operación-Ahorro en varillaje y explosivos-Menores costos de excavación y seguridad en el trabajo

el control informático permite medir todos los parámetros de perforación y adaptarlos a las necesidades requeridas y además con la utilización de sensores y servoválvulas permite situar los barrenos en su posición exacta, evitando las imprecisiones que son provocadas por errores humanos.

CARACTERISTICAS DE CONSUMO DE AGUA EN PERFORACION MANUAL Y JUMBO

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Fuente: www.cazalac.org

JUMBO PARA TUNELERIA

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AXERA 7-260 T

AXERA 8-290

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BOLTEC SL LONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 1,8 METROS Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 2,5 METROS.

SISTEMA DE PERFORACIONLub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s

Water consumption : 1.25 l/sWeight: 75 kg

EMPERNADORES

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BOLTEC MDLONGITUDES DE BULÓN DE 1,5 A 3,5 METROS Y ALTURAS DE TECHO DE HASTA 9,5 METROS.

SISTEMA DE PERFORACION• Lub. air consump. (at 3 bar): 6 l/s

• Water consumption: 1.25 l/s• Weight: 75 kg

BAJO PERFIL

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QUASAR 1F

PERFORACIÓN DE BARRENOS

Jumbo Radial (Simba)

Utilizado principalmente enminería subterránea.

Son equipos que funcionancon energía eléctrica y aceitehidráulico.

Montados sobre ruedas.

Rendimiento en condicionesoptimas es de 6000 a 8000mts. mensuales barrenados.

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SIMBA 1252

DIÁMETROS DE PERFORACIÓN EN EL RANGO DE DIÁMETROS DE 51 A 89 MM

CARRUSEL CON CAPACIDAD DE 17+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 32 M.

SISTEMA TOP-HAMMER

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MARTILLO HIDRAULICOLub. air consump. (at 3 bar): 5 l/s

Water consumption: 50 l/minWeight: 171 kg

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SIMBA M3 C RANGO DE DIÁMETROS DE PERFORACIÓN DE 51 A 89 MM

EQUIPADO CON UN MARTILLO EN CABEZA

CARRUSEL CON CAPACIDAD DE 17+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 32 M O 27+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 51 M.

MARTILLO HIDRAULICOLub. air consump: (at 3 bar) 8 l/s

Water consumption: 100–250 l/minWeight: 171 kg

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SIMBA W6 C-ITHPARA GALERÍAS MEDIANAS A GRANDES EN EL RANGO DE DIÁMETROS DE PERFORACIÓN DE 89 A 165 MM

ADAPTADO PARA EQUIPAR MARTILLOS EN FONDO

CARRUSEL CON CAPACIDAD DE 35+1 BARRAS PARA PERFORACIÓN MECANIZADA DE HASTA 63 M.

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DOWN THE HOLE (DTH)

Minería subterránea en el área de producción.Diámetro de perforación entre 50 y 210 mm.Montado sobre orugas.Velocidad de traslado entre 1 y 3.8 km/hrCapacidad de trabajar en zonas irregulares y vencer pendientes.Barrido del barreno(agua o aire)Poseen martillo en fondo.Este método de perforación está indicado para rocas duras y diámetros superiores a los 150 mm.

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CONSIDERACIONES

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La perforadora hidráulica es un producto probado, superior a la perforadora neumática en términos de rendimiento, fiabilidad, consumo de energía, ambiente y costos operacionales.

Las perforadoras con rendimientos mas altos son mas pesadas y deben ser montadas en alguna forma de estructura, equipo de perforación, o Jumbo de perforación.

La perforadora DTH permite la perforación de barrenos mucho más largos que las perforadoras con martillo en cabeza.

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WAGON DRILL

DISEÑADA PARA PERFORAR CON MARTILLO DE FONDO DE 2”, 3” Y 4”, EN DIAMETRO DE 2 ¾ “ (70 MM) HASTA 5” (127 MM).

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DIAMETRO PERFORACION: 64-102 MM

MAXIMA INCLINACION DE TRABAJO: 30°

TRACK DRILL HIDRAULICO

Métodos de Construcción de chimeneas

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ALIMAK RAISE BORERVERTICAL

CRATER RETREATBLIND HOLE

DIAMETROS: 2 – 7 M

DIAMETROS: 2 – 3 M

ALIMAK

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BLIND HOLE

Blind Hole

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Características Equipos

Raise Boring

• Diámetro piloto desde 121/4

a 15”.

• Diámetro chimenea desde 1.5 a 6.0 m.

• Empuje escariado 1920 kN.

• Diámetro piloto desde 9 a 97/8 ”.

• Diámetro chimenea desde 0.6 a 1,5 m.

• Empuje escariado 1285 kN.

Blind Hole

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Rendimientos

Raise Boring

Nominal 12 – 20 m/día.

Operacional 4 m/turno.

Blind Hole

Nominal 7 m/día.

Operacional 0,49 m/hora (9 m/día).

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Alta seguridad.

Productividad elevada.

Paredes lisas.

Sin sobre-excavación.

Rendimiento de avance elevado.

Posibilidad de excavaciones inclinadas.

Elevada inversión.

Alto costo por metro.

Poca flexibilidad.

Dificultades en rocas en malas condiciones.

Personal especializado.

Acondicionamiento de la postura.

Ventajas Desventajas

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Aplicaciones

Raise Boring

• Chimeneas de ventilación.

• Piques de traspaso.

• Chimeneas de servicio y acceso.

Blind Hole

• Chimeneas piloto para zanjas.

• Drenaje o servicio.

• Chimeneas para Slot.

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DIÁMETROS DE 1,5 A 3,1 METROS.

ROBBINS 73RH/AC/VF

PERFORADORAS DE CHIMENEAS

PERFORADORAS DE CHIMENEAS

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Robbins 97RDC

DIÁMETROS RECOMENDADO ES DE 2,4 A 5,0 M.

• Chimeneas de ventilación.

• Piques de traspaso.

• Chimeneas de servicio y acceso.

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En la perforación de sondaje se puede definir dos

grandes rubros:

a) Diamantina, en la que al producirse la

perforación lo que se extrae es un testigo de roca.

b) Circulación Reversa, donde se destruye

absolutamente la roca y se saca un detrito.

Ocasionalmente se combinan ambos métodos en

yacimientos que tienen una sobrecarga estéril donde no

es necesario muestrear la primera parte del pozo, por

tanto se recurre primero a la perforación con circulación

reversa, que es más rápida y económica, para

posteriormente continuar con la diamantina.

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Diamantina Circulación reversa

Segunda etapa Primera etapa

Recupera un trozo de roca

(testigo)

Recupera detritos

Costo de 2 a 3 veces superior

Se utiliza tanto en superficie

como en interior mina

Rendimiento 3 veces mayor

(Rápida y económica)

Ha sido principalmente de

superficie, por los malos

resultados desde el punto de

vista de la calidad de la

información de la muestra

cuando se ha utilizado en minas

subterráneas

CARACTERÍSTICAS DE TIPOS DE SONDAJES

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La abertura en el extremo de la broca diamantada permite cortar un testigosólido de roca que se desplaza hacia arriba en la tubería de perforación yse recupera luego en la superficie.

Estándares básicos de barras de perforación

7/8 pulgadas (EX) (Diámetro)13/16 pulgada (AX)1 5/8pulgadas (BX)21/8 pulgadas (NX). La mayoría de barras de perforación son de10 pies de largo (3,048 m).

Después de los primeros 10 pies de perforación, se atornilla una nueva sección de tubo en el extremo superior y así sucesivamente.

Cabezal de perforación de diamantina

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SONDAJE CON DIAMANTINA

SONDAS SUBTERRANEAS con diamantina

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Especificaciones técnicas

Capacidad de profundidad 960 m

Tamaño barra de perforación

A-N

Par máx. 700 Nm

Velocidad máx. 1800 rpm

Altura 1470 mm

Longitud 4150 mm

Peso 1500 kg

Longitud de avance 850 m

Anchura 950 cm

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El diseño pequeño y compacto de la sonda subterránea Diamec 232 es ideal para utilizar la máquina en túneles y galerías estrechas.

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DIAMEC U8

sonda subterránea más potente

avance con un cilindro hidráulico telescópico permite una perforación fiable de sondeos rectos

DIAMEC U6 V/S DIAMEC U8

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DIAMEC U8

2000 m

1200 rpm

1488 mm

5050 mm

2500 kg

1800 m

1162 cm

DIAMEC U6

Capacidad de profundidad 960 m

Velocidad máx. 1800 rpm

Altura 1470 mm

Longitud 4150 mm

Peso 1500 kg

Longitud de avance 850 m

Anchura 950 cm

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Sonda subterránea con una gran movilidad

Altura:2926.00 mm

Velocidad máx.:1800.00 rpm

Longitud de avance:850.00 m

Anchura:1740.00 cm

Capacidad de profundidad:1000.00 m

Longitud:8691.00 mm

Peso:12500.00 kg

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Christensen CT 2 0

SONDAS SUPERFICIE con diamantina

CS-4002

Capacidad maxima:2450 m

ha marcado nuevos récords de profundidad en

la perforación de pozos diamantinos al perforar el pozo RD 8001 de 2.052,95 m de profundidad, en el

área de Pampa Escondida de Minera Escondida.

(1800 mts antiguo record)

La roca molida (cuttings) se recoge continuamente a medida que avanza laperforación y constituyen la muestra del subsuelo.

Estándares básicos de barras de perforación

Diámetro:6" (15,2 cm) 8" (20,3 cm)

20 pies de largo (6,096 m).

Cada barra es muy pesada y requiere el uso de una grúa o “winche” para levantarla y colocarla sobre el agujero de perforación

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SONDAJE CON AIRE REVERSO

Schramm T685WS Taladro Montado en Camión

GRAN RESISTENCIA

MONTADO SOBRE CAMIÓN

MOTOR EN CUBIERTA DE 760 HP (567 KW)

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Drilltech D40K

EQUIPADAS CON MOTORES DIESEL DE 600 HP

PROFUNDIDADES DE 600 MTS

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EQUIPOS DE SERVICIO

Empernadores (necesitan de la perforación)

Jumbos para shotcrete (hormigón a presión)

Acuñadores

JUMBO PARA SHOTCRETE

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JUMBO CABLES DE ACERO

Minería continua construcción de túnelessin perforación ni tronadura (TBM)

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TUNEL BORING MACHINE (TBM)

• Aéreas máximas : 70-300 m2 aprox.

• Profundidad :mayores a 25 km

• Diámetro : 1 - 19.5 mts

• Cabezal cortador , un sistema

de empuje y un equipo de apoyo

-Trabajo en menor tiempo y de

mayor calidad a Fin de cuentas sale

mas barato que hacerlo por

Perforación y voladura

- Producen una pared de los túneles

lisa

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EN CONCRETO Y COMO TODAS LAS COSAS DEPENDE……

Consideraciones• Económicas: La hidráulica tiene “en general” menorcosto/metro que la neumática

• Operacionales: La hidráulica tiene mayor rendimiento y sepuede automatizar mejor que la neumática

• Seguridad – Ambientales: La hidráulica es más segura ya queen general se puede operar a distancia y con comandos, emitemenos ruido.

• Inversión y Mantención: La hidráulica es mas costosa y demantención mas compleja

Lo importante: Considerar el tipo de trabajo, la

seguridad y el costo de inversión!!

Gracias por su atención